埋弧焊用焊丝
阅读：88发布：2020-05-13
专利汇可以提供埋弧焊用焊丝专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种与焊剂组合使用的 埋弧焊 用 焊丝 ，作为焊丝的成分，分别以规定量含有C、Si、Mn、Cr、Mo、V、Nb、N，并且使Ni、P、S、Cu、Al、B、O分别在规定量以下，并且Mn量和Ni量的合计量为0.50～1.75 质量 ％，Mn量与S量的比率Mn/S为87以上，余量由Fe和不可避免的杂质构成。，下面是埋弧焊用焊丝专利的具体信息内容。
1.一种埋弧焊用焊丝，其特征在于，是与焊剂组合使用的埋弧焊用焊丝，在所述焊丝总质量中，所述焊丝以质量％计含有
C：0.03～0.13％、
Si：0.05～0.50％、
Mn：0.20～1.40％、
Cr：8.00～10.50％、
Mo：0.85～1.20％、
V：0.15～0.30％、
Nb：0.02～0.09％、
N：0.03～0.09％，并且，
Ni：0.70％以下、
P：0.010％以下、
S：0.010％以下、
Cu：0.30％以下、
Al：0.04％以下、
B：0.0015％以下、
O：0.030％以下，
含有的Mn量和Ni量的合计量：0.50～1.75％，
含有的Mn量与S量的比率Mn/S：87以上，
余量由Fe和不可避免的杂质构成。
2.一种埋弧焊用焊丝，其特征在于，是与焊剂组合使用的埋弧焊用焊丝，在所述焊丝总质量中，所述焊丝以质量％计含有
C：0.07～0.13％、
Si：0.05～0.50％、
Mn：0.20～1.00％、
Cr：8.00～10.50％、
Mo：0.85～1.20％、
V：0.15～0.30％、
Nb：0.02～0.08％、
Co：0.05～0.80％、
N：0.03～0.07％，并且，
Ni：0.50％以下、
P：0.010％以下、
S：0.002～0.010％、
Cu：0.30％以下、
Al：0.04％以下、
B：0.0015％以下、
O：0.030％以下，
含有的Mn量和Ni量的合计量：0.50～1.15％，
含有的Mn量与S量的比率Mn/S：87以上，
余量由Fe和不可避免的杂质构成。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的埋弧焊用焊丝，其特征在于，在所述焊剂总质量中，所述焊剂以质量％计含有
金属氟化物：换算成F的值为1.5～11％、
金属碳酸盐：换算成CO2的值为3～15％、
MgO、Al2O3、ZrO2、TiO2之中的一种或两种以上的合计：10～60％、
SiO2：5～20％、
Mn：2.5％以下、
Ni：0.10％以下、
S：0.010％以下、
Ca、Si、Al之中的一种或两种以上的合计：0.5～2.5％，
设所述焊丝的成分以％计的Mn量、Ni量分别为[Mn]W、[Ni]W，设所述焊剂的成分以％计的Mn量、Ni量分别为[Mn]F、[Ni]F时，
0.55％≤[Mn]W+0.1×[Mn]F≤1.00％，
[Ni]W+[Ni]F≤0.50％，
0.60％≤[Mn]W+0.1×[Mn]F+[Ni]W+[Ni]F≤1.15％。
4.根据权利要求2所述的埋弧焊用焊丝，其特征在于，
所述焊丝和所述焊剂含有Pb和Bi之中的至少一种，
设所述焊丝的成分以ppm计的Pb量、Bi量分别为[Pb]W、[Bi]W，设所述焊剂的成分以ppm计的Pb量、Bi量分别为[Pb]F、[Bi]F时，
[Pb]W+[Bi]W+0.2×[Pb]F+0.2×[Bi]F≤2.0ppm。
5.根据权利要求2所述的埋弧焊用焊丝，其特征在于，所述焊丝和所述焊剂含有P、Sn、As和Sb之中的至少一种，
设所述焊丝的成分以ppm计的P量、Sn量、As量、Sb量分别为[P]W、[Sn]W、[As]W、[Sb]W，所述焊剂的成分以ppm计的P量、Sn量、As量、Sb量分别为[P]F、[Sn]F、[As]F、[Sb]F时，X＝10×[P]W+4×[Sn]W+[As]W+5×[Sb]W，
Y＝10×[P]F+4×[Sn]F+[As]F+5×[Sb]F，
X+0.2×Y≤1500ppm。
6.一种埋弧焊用焊丝，其特征在于，是与焊剂组合使用的埋弧焊用焊丝，在所述焊丝总质量中，所述焊丝以质量％计含有
C：0.03～0.08％，并含有
Si：0.05～0.50％、
Mn：0.20～1.40％、
Cr：8.00～10.50％、
Mo：0.85～1.20％、
V：0.15～0.30％、
Nb：0.02～0.09％、
N：0.03～0.09％，并且，
Ni：0.70％以下、
P：0.010％以下、
S：0.010％以下、
Cu：0.30％以下、
Al：0.04％以下、
B：0.0015％以下、
O：0.030％以下，
含有的Mn量和Ni量的合计量：0.60～1.75％，
含有的Mn量与S量的比率Mn/S：87以上，
含有的C量和N量的合计量：0.09～0.15％，
余量由Fe和不可避免的杂质构成。
7.根据权利要求6所述的埋弧焊用焊丝，其特征在于，
设所述焊丝的成分以％计的V量、Nb量、C量、N量、Ni量、Mn量、Al量分别为[V]W、[Nb]W、[C]W、[N]W、[Ni]W、[Mn]W、[Al]W时，
([C]W+1.5×[N]W)×([V]W+10×[Nb]W－[Al]W)/([Mn]W+[Ni]W)×100≥5％。
8.根据权利要求6或权利要求7所述的埋弧焊用焊丝，其特征在于，
在所述焊剂总质量中，所述焊剂以质量％计含有
金属氟化物：换算成F的值为1.5～11％、
金属碳酸盐：换算成CO2的值为3～15％、
MgO、Al2O3、ZrO2、TiO2之中的一种或两种以上的合计：10～60％、
SiO2：5～20％、
Mn：2.5％以下、
Ni：0.10％以下、
S：0.010％以下、
Ca、Si、Al之中的一种或两种以上的合计：0.5～2.5％，
设所述焊丝的成分以％计的V量、Nb量、C量、N量、Ni量、Mn量、Al量分别为[V]W、[Nb]W、[C]W、[N]W、[Ni]W、[Mn]W、[Al]W，设所述焊剂的成分以％计的Mn量、Ni量分别为[Mn]F、[Ni]F时，
0.55％≤[Mn]W+0.1×[Mn]F≤1.00％，
[Ni]W+[Ni]F≤0.70％，
0.60％≤[Mn]W+0.1×[Mn]F+[Ni]W+[Ni]F≤1.45％，
([C]W+1.5×[N]W)×([V]W+10×[Nb]W－[Al]W)/([Mn]W+0.1×[Mn]F+[Ni]W+[Ni]F)×
100≥5％。
9.根据权利要求8所述的埋弧焊用焊丝，其特征在于，
所述焊丝还含有Co：0.05～0.80％，
设所述焊丝的成分以％计的Co量为[Co]W时，
([C]W+1.5×[N]W)×([V]W+10×[Nb]W－[Al]W)/([Mn]W+0.1×[Mn]F+[Ni]W+[Ni]F+[Co]W)×100≥5％。
埋弧焊用焊丝
技术领域
[0001] 本发明涉及埋弧焊用焊丝。
背景技术
[0002] 火力发电锅炉和涡轮，脱硫和改质(重油分解)用的化学反应容器(反应器)，因为在高温、高压下运转，所以根据使用环境，适用1.25Cr－0.5Mo钢、2.25Cr－1.0Mo钢、2.25Cr－1.0Mo－V钢、含有8质量％以上的Cr的高Cr系CSEF钢(Creep Strength Enhanced Ferritic Steel蠕变强度提高的铁素体钢)等的铁素体系耐热钢。所谓高Cr系CSEF钢，是实施规定的热处理以使微细的碳化物析出，使蠕变强度强化的铁素体系耐热钢。在高Cr系CSEF钢中，有ASTM(American Society for Testing and Materials：美国材料试验协会)标准和ASME(American Society of Mechanical Engineers：美国机械协会)标准所规定的SA387Gr.91、SA213Gr.T91等。
[0003] 例如，作为高Cr系CSEF钢之一的Mod.9Cr－1Mo钢，其高温强度和耐腐蚀性优异，适用于火力发电锅炉内的配管。另外，近年来，在重油的有效利用和石油精炼中，要求更高效化，高Cr系CSEF钢的应用受到研究。但是，高Cr系CSEF钢的埋弧焊，一般来说，焊接线能量高，容易发生热裂纹(所谓的凝固裂纹)。为了抑制热裂纹，一般有效的是减少C，但存在C的减少会使蠕变强度降低的问题。在这样的状况下，作为高Cr系CSEF钢的焊接方法，例如提出有专利文献1、2。
[0004] 在专利文献1中，具体来说，提出有一种9Cr－1Mo钢的埋弧焊方法，其特征在于，将如下的焊丝和焊剂组合实施，该焊丝含有C：0.01～0.15％(质量％：下同)、Mn：0.4～2.5％，Cr：8.0～11.0％，Mo：0.5～1.2％，Ni：0.05～1.3％，V：0.03～0.30％，Nb：0.02～0.12％，Al：0.005～1.5％，N：0.004～0.100％，并且Si：限定在0.05％以下，O：限定在0.01％以下，该焊剂含有CaF2：25～70％，CaO、MgO中的一种或两种：8～30％，Al2O3、ZrO2中的一种或两种：2～35％，Al：0.5～7％，且SiO2：限定在5％以下，并且实质上不含Si。
[0005] 另外，在专利文献2中，提出有一种高Cr铁素体系耐热钢用潜弧焊方法，其特征在于，在以重量比计含有C：0.03～0.12％，Si：0.3％以下，Mn：0.3～1.5％，Cr：8～13％，Nb：0.01～0.15％，V：0.03～0.40％，N：0.01～0.08％，余量为Fe和不可避免的杂质构成的焊丝；和含有CaF2：10～30％，CaO或MgO的至少一方：10～40％，Al2O3：10～40％，SiO2：5～25％的焊剂中，设以下的各成分元素为M时，遵循M＝焊丝中的M+0.7×焊剂中的M，使焊丝和焊剂中的一者或两者中，含有Mo：0.3～1.6％，W：0.5～3.5％，Ni：0.05～1.2％，Cu或Co中的至少一种：1.0～5.0％，Ta：0.001～0.5％，并且在Mo、W、Ni、Cu、Co量之间，使(Mo+W)/(Ni+Cu+Co)≤1.8的关系成立。
[0006] 【现有技术文献】
[0007] 【专利文献】
[0008] 【专利文献1】日本国特开昭63－220993号公报
[0009] 【专利文献2】日本国特开平9－277084号公报
[0010] 如所述，关于高Cr系CSEF钢的埋弧焊，一般来说，焊接线能量高，有容易发生热裂纹(所谓的凝固裂纹)的问题。例如，使火力发电锅炉和涡轮、反应器、管线和管道、弯曲加工钢板、锻造环形件适宜组合加以焊接。特别是反应器使用的是板厚150～450mm，最大外径约7m的构件被进行焊接。在其焊接时，因为重视效率，所以一般在窄坡口内使用埋弧焊法。另外，近年来，要求更加高温·高氢分压下的操作，高Cr系CSEF钢的适用得到研究，但所处的状况是，高Cr系CSEF钢的焊接部自硬性高，易发生热裂纹。
[0011] 相对于此，在专利文献1中提出一种成分系，其减少焊丝、焊剂的Si，由焊剂添加Al，从而使耐凝固裂纹性和焊接操作性并立。但是，若从焊剂添加Al，则会减少焊接金属中的碳氮化物的生成量，有可能使蠕变强度大幅降低。另外，SiO2影响焊渣的粘性，是对焊道外观产生影响的成分，CaF2提高碱度，减少焊接金属中的O量并使韧性提高，但其过度的添加使焊道形状、焊渣的剥离性劣化。因此，在专利文献1中，关于焊接操作性也没有做到充分的研究。
[0012] 另外，专利文献2所提出的发明，焊后热处理(Post Weld Heat Treatment；PWHT)温度低至740℃，与近年在国外的锅炉和反应器等的制作中长时间进行的PWHT的实际情况相背离。因此，专利文献2所提出的发明是否能够对应长时间进行的PWHT不清楚，也就是长时间的PWHT后的蠕变强度不明。另外，焊接操作性由焊丝的成分和焊剂的成分的相互的作用决定，关于这一点没有提及。例如，焊丝Cr量的范围非常宽，不认为具有同等的操作性。
发明内容
[0013] 本发明鉴于所述状况而做，其课题在于，提供一种蠕变性能、韧性、抗裂纹性和焊接操作性优异的埋弧焊用焊丝。
[0014] 本发明者们为了提供蠕变性能、韧性、抗裂纹性、焊接操作性优异的埋弧焊用焊丝而锐意研究开发，根据以下的认知和努力解决了问题。
[0015] 高Cr系CSEF钢的埋弧焊因为是高线能量，所以在焊缝表面和内部容易发生热裂纹。这是因为，Cr量比较高而达到9质量％左右，所以焊接时的凝固结束温度低温化，熔融金属的粘性变高，熔融金属无法蔓延到最终凝固部，因此发生裂纹。另外，由于低熔点化合物在最终凝固部浓缩，也导致其敏感性增大。此外，由高Cr系CSEF钢的埋弧焊用焊丝和焊剂形成的熔敷金属的微观组织是马氏体主体，在焊接的原样状态下硬度高，为低韧性。因此，实施PWHT，从而使组织复原，并且使碳氮化物析出，改善韧性和蠕变强度。
[0016] 因此，本发明者们试图得到焊接时不让热裂纹发生，PWHT后具有优异的韧性和蠕变强度的熔敷金属，而设计了埋弧焊用焊丝的化学成分。
[0017] 还有，从材料的成分设计的观点出发，为了改善热裂纹性，有效的是(1)减少在最终凝固部形成低熔点化合物的元素，(2)减少使凝固结束温度降低的元素。
[0018] 为了实现所述(1)，有效的是减少P和S等的杂质，但这些杂质在工业上已经被管理在十分低的水平，熔炼能力上难以进一步降低。
[0019] 另外，为了实现所述(2)，有效的是减少C和Cr等的主要合金成分。特别是窄坡口内的埋弧焊中，因为热裂纹敏感性非常高，所以减少C特别有效。但是，C和Cr在确保蠕变强度上必不可少，不能轻易地降低。另一方面，关于C和Cr以外的合金元素还留有改善的余地。因此，本发明中关于所述(2)，针对C和Cr以外的合金元素进行了研究。
[0020] 另外，在蠕变强度的改善中，有效的是(3)确保碳氮化物析出量，抑制碳氮化物析出物的粗大化，(4)减少软质的δ铁素体相。
[0021] 另外，为了实现所述(3)，需要一边用其他元素确保·填补为了提高耐热裂纹性而降低的C量部分，一边抑制长时间进行的PWHT造成的析出物尺寸的粗大化。另外，使Cr、Nb和V等的碳氮化物形成元素量增加有效，但碳氮化物的析出量增大使韧性劣化。同时，Cr和Nb量增加是以提高焊缝与焊渣的结合力的方式起作用，使焊接操作性(焊渣剥离性)劣化。因此，在本发明中，不进行Cr、Nb和V等的碳氮化物形成元素的过度添加，而是对于使蠕变强度提高的合金元素进行研究。
[0022] 此外，为了实现所述(4)，有效的是减少使铁素体相稳定化的Si、Cr和Mo等的合金成分，或增加使奥氏体相稳定化而相对使铁素体相不稳定化的Mn、Ni和Co等的合金成分。但是，这些合金元素之中还必须留意一点，就是使碳氮化物的析出量变化，对熔敷金属的韧性、蠕变性能造成影响。还有，在此所说的碳氮化物，主要是指Nb、V的碳化物、氮化物形成的复合化合物。另外，需要以不损害所述(3)的效果的方式控制这些元素的含量。
[0023] 还有，焊剂的成分也对韧性造成影响。因此，出于确保韧性的目的，作为焊剂的成分，添加规定量的金属氟化物、金属碳酸盐，但若其添加量增加，则使焊渣剥离性等的焊接操作性劣化。因此，为了确保焊接操作性，也一并研究通过适量添加Ca、Si、Al，而使韧性和焊渣剥离性在高水平并立。
[0024] 本发明者们反复锐意研究的结果表明，Ni在焊接时的最终凝固部稠化而使凝固结束温度降低，促进热裂纹。另外还表明，Ni对PWHT时的碳氮化物的析出量不产生影响，但使碳氮化物不稳定化，以尽可能减少所谓被称为奥斯特瓦尔德熟化的单位体积的表面积的方式促进生长，促进其粗大化，使蠕变强度劣化。因此，通过将埋弧焊用焊丝进行低Ni设计，在以下方面取得成功，即抑制热裂纹，对碳氮化物的析出量不造成影响，不会使韧性劣化，使碳氮化物稳定化，提高蠕变强度。
[0025] 根据以上阐述的认知和努力而解决了所述课题的本发明的埋弧焊用焊丝，是与焊剂组合使用的埋弧焊用焊丝，在所述焊丝总质量中，所述焊丝以质量％计含有C：0.03～0.13％、Si：0.05～0.50％、Mn：0.20～1.40％、Cr：8.00～10.50％、Mo：0.85～1.20％、V：
0.15～0.30％、Nb：0.02～0.09％、N：0.03～0.09％，并且，Ni：0.70％以下、P：0.010％以下、S：0.010％以下、Cu：0.30％以下、Al：0.04％以下、B：0.0015％以下、O：0.030％以下，含有的Mn量和Ni量的合计量：0.50～1.75％，含有的Mn量与S量的比率Mn/S：87以上，余量由Fe和不可避免的杂质构成。
0.15～0.30％、Nb：0.02～0.09％、N：0.03～0.09％，并且，Ni：0.70％以下、P：0.010％以下、S：0.010％以下、Cu：0.30％以下、Al：0.04％以下、B：0.0015％以下、O：0.030％以下，含有的Mn量和Ni量的合计量：0.50～1.75％，含有的Mn量与S量的比率Mn/S：87以上，余量由Fe和不可避免的杂质构成。
[0026] 如此，本发明的埋弧焊用焊丝中，将所述各化学成分、含有的Mn量和Ni量的合计量、含有的Mn量与S量的比率(Mn/S)分别控制在所述范围。因此，本发明的埋弧焊用焊丝在焊接时不会发生热裂纹，PWHT后的蠕变强度和韧性优异，并且焊接操作性也能够达到优异。
[0027] 本发明的埋弧焊用焊丝是与焊剂组合使用的埋弧焊用焊丝，在所述焊丝总质量中，所述焊丝以质量％计含有C：0.07～0.13％、Si：0.05～0.50％、Mn：0.20～1.00％、Cr：8.00～10.50％、Mo：0.85～1.20％、V：0.15～0.30％、Nb：0.02～0.08％、Co：0.05～0.80％、N：0.03～0.07％，并且，Ni：0.50％以下、P：0.010％以下、S：0.002～0.010％、Cu：0.30％以下、Al：0.04％以下、B：0.0015％以下、O：0.030％以下，含有的Mn量和Ni量的合计量：0.50～
1.15％，含有的Mn量与S量的比率Mn/S：87以上，余量由Fe和不可避免的杂质构成。
1.15％，含有的Mn量与S量的比率Mn/S：87以上，余量由Fe和不可避免的杂质构成。
[0028] 据此，本发明的埋弧焊用焊丝，能够得到更优异的蠕变性能、韧性、抗裂纹性和焊接操作性。
[0029] 本发明的埋弧焊用焊丝，在所述焊剂总质量中，所述焊剂以质量％计，含有金属氟化物(换算成F的值)：1.5～11％，金属碳酸盐(换算成CO2的值)：3～15％，MgO、Al2O3、ZrO2、TiO2之中的一种或两种以上的合计：10～60％，SiO2：5～20％，Mn：2.5％以下，Ni：0.10％以下，S：0.010％以下，Ca、Si、Al之中的一种或两种以上的合计：0.5～2.5％，设所述焊丝的成分的Mn量(％)、Ni量(％)分别为[Mn]W、[Ni]W，设所述焊剂的成分的Mn量(％)、Ni量(％)分别为[Mn]F、[Ni]F时，优选为0.55％≤[Mn]W+0.1×[Mn]F≤1.00％，[Ni]W+[Ni]F≤0.50％，0.60％≤[Mn]W+0.1×[Mn]F+[Ni]W+[Ni]F≤1.15％。
[0030] 据此，本发明的埋弧焊用焊丝能够得到更优异的蠕变性能、韧性、抗裂纹性和焊接操作性。
[0031] 本发明的埋弧焊用焊丝中，所述焊丝和所述焊剂含有Pb和Bi之中的至少一种，设所述焊丝的成分的Pb量(％)、Bi量(％)分别为[Pb]W、[Bi]W，设所述焊剂的成分的Pb量(％)、Bi量(％)分别为[Pb]F、[Bi]F时，优选为[Pb]W+[Bi]W+0.2×[Pb]F+0.2×[Bi]F≤2.0ppm。
[0032] 据此，本发明的埋弧焊用焊丝能够得到更优异的韧性。
[0033] 本发明的埋弧焊用焊丝中，所述焊丝和所述焊剂含有P、Sn、As和Sb之中的至少一种，设所述焊丝的成分的P量(ppm)、Sn量(ppm)、As量(ppm)、Sb量(ppm)分别为[P]W、[Sn]W、[As]W、[Sb]W，所述焊剂的成分的P量(ppm)、Sn量(ppm)、As量(ppm)、Sb量(ppm)分别为[P]F、[Sn]F、[As]F、[Sb]F时，优选为X＝10×[P]W+4×[Sn]W+[As]W+5×[Sb]W，Y＝10×[P]F+4×[Sn]F+[As]F+5×[Sb]F，X+0.2×Y≤1500ppm。
[0034] 据此，本发明的埋弧焊用焊丝能够得到更优异的韧性。
[0035] 本发明的埋弧焊用焊丝是与焊剂组合使用的埋弧焊用焊丝，在所述焊丝总质量中，所述焊丝以质量％计含有C：0.03～0.08％，并含有Si：0.05～0.50％、Mn：0.20～1.40％、Cr：8.00～10.50％、Mo：0.85～1.20％、V：0.15～0.30％、Nb：0.02～0.09％、N：0.03～0.09％，并且，Ni：0.70％以下、P：0.010％以下、S：0.010％以下、Cu：0.30％以下、Al：
0.04％以下、B：0.0015％以下、O：0.030％以下，含有的Mn量和Ni量的合计量：0.60～
1.75％，含有的Mn量与S量的比率Mn/S：87以上，含有的C量和N量的合计量：0.09～0.15％，余量由Fe和不可避免的杂质构成。
0.04％以下、B：0.0015％以下、O：0.030％以下，含有的Mn量和Ni量的合计量：0.60～
1.75％，含有的Mn量与S量的比率Mn/S：87以上，含有的C量和N量的合计量：0.09～0.15％，余量由Fe和不可避免的杂质构成。
[0036] 据此，本发明的埋弧焊用焊丝，能够使抗裂纹性和长时间的PWHT后的蠕变性能更优异。
[0037] 本发明的埋弧焊用焊丝中，设所述焊丝的成分的V量(％)、Nb量(％)、C量(％)、N量(％)、Ni量(％)、Mn量(％)、Al量(％)分别为[V]W、[Nb]W、[C]W、[N]W、[Ni]W、[Mn]W、[Al]W时，优选为([C]W+1.5×[N]W)×([V]W+10×[Nb]W－[Al]W)/([Mn]W+[Ni]W)×100≥5％。
[0038] 据此，本发明的埋弧焊用焊丝能够使长时间的PWHT后的蠕变性能更优异。
[0039] 本发明的埋弧焊用焊丝中，在所述焊剂总质量中，所述焊剂以质量％计含有金属氟化物(换算成F的值)：1.5～11％，金属碳酸盐(换算成CO2的值)：3～15％，MgO、Al2O3、ZrO2、TiO2之中的一种或两种以上的合计：10～60％，SiO2：5～20％，Mn：2.5％以下，Ni：0.10％以下，S：0.010％以下，Ca、Si、Al之中的一种或两种以上的合计：0.5～2.5％，设所述焊丝的成分的V量(％)、Nb量(％)、C量(％)、N量(％)、Ni量(％)、Mn量(％)、Al量(％)分别为[V]W、[Nb]W、[C]W、[N]W、[Ni]W、[Mn]W、[Al]W，设所述焊剂的成分的Mn量(％)、Ni量(％)分别为[Mn]F、[Ni]F时，优选为0.55％≤[Mn]W+0.1×[Mn]F≤1.00％，[Ni]W+[Ni]F≤0.70％，
0.60％≤[Mn]W+0.1×[Mn]F+[Ni]W+[Ni]F≤1.45％，([C]W+1.5×[N]W)×([V]W+10×[Nb]W－[Al]W)/([Mn]W+0.1×[Mn]F+[Ni]W+[Ni]F)×100≥5％。
0.60％≤[Mn]W+0.1×[Mn]F+[Ni]W+[Ni]F≤1.45％，([C]W+1.5×[N]W)×([V]W+10×[Nb]W－[Al]W)/([Mn]W+0.1×[Mn]F+[Ni]W+[Ni]F)×100≥5％。
[0040] 据此，本发明的埋弧焊用焊丝能够使长时间的PWHT后的蠕变性能更优异。
[0041] 本发明的埋弧焊用焊丝中，所述焊丝还含有Co：0.05～0.80％，设所述焊丝的成分的Co量(％)为[Co]W时，优选为([C]W+1.5×[N]W)×([V]W+10×[Nb]W－[Al]W)/([Mn]W+0.1×[Mn]F+[Ni]W+[Ni]F+[Co]W)×100≥5％。
[0042] 据此，本发明的埋弧焊用焊丝能够使长时间的PWHT后的蠕变性能更优异。
[0044] 图1是表示实施焊接试验的试验板的坡口形状的示意图。
[0045] 图2是表示评价耐热裂纹性的焊接进行情况的示意图。
[0046] 图3是表示摆锤冲击试验片和蠕变试验片的试验片提取位置的示意图。
[0047] 图4A是表示蠕变试验片的形状的示意图。
[0048] 图4B是将图4A的A部进行了放大的放大图。
具体实施方式
[0049] 以下，就用于实施本发明的实施方式的埋弧焊用焊丝(以下，也有仅称为“焊丝”的情况。)的方式详细加以说明。还有，在以下的说明中，由“～”连接的前后的数值，包括该数值；不包括该数值情况是，对数值附加“低于”、“小于”、“高于”、“大于”等的用语进行表明。另外，“以上”、“以下”、“≤”和“≥”包括显示的数值，“＜”和“＞”不包括显示的数值。
[0050] ＜第一实施方式＞
[0051] 第一实施方式的焊丝，与焊剂组合使用。焊剂能够使用任意的，但后述适合的焊丝。
[0052] 在焊丝总质量中，该焊丝以质量％计含有C：0.03～0.13％、Si：0.05～0.50％、Mn：0.20～1.40％、Cr：8.00～10.50％、Mo：0.85～1.20％、V：0.15～0.30％、Nb：0.02～0.09％、N：0.03～0.09％，并且，Ni：0.70％以下、P：0.010％以下、S：0.010％以下、Cu：0.30％以下、Al：0.04％以下、B：0.0015％以下、O：0.030％以下，含有的Mn量和Ni量的合计量：0.50～
1.75％，含有的Mn量与S量的比率Mn/S：87以上，余量由Fe和不可避免的杂质构成。
1.75％，含有的Mn量与S量的比率Mn/S：87以上，余量由Fe和不可避免的杂质构成。
[0053] 以下，对于第一实施方式的焊丝的化学成分的限定理由进行说明。
[0054] 第一实施方式的焊丝的成分，在焊丝总质量中，以质量％计如下。
[0055] (C：0.03～0.13％)
[0056] C对熔敷金属中的淬火性和碳氮化物的析出量产生重大影响，并且作为奥氏体稳定化元素发挥功能，抑制熔敷金属中的δ铁素体相的残存。若熔敷金属中的C量过少，则碳化物的析出量不充分，另外，δ铁素体相残存而得不到规定的蠕变强度。另一方面，若C量过多，则热裂纹敏感性高，特别是在窄坡口内的埋弧焊中容易发生裂纹。另外，若C量过多，则碳化物的析出量增大，显著提高熔敷金属的强度，使韧性劣化。因此，C量为0.03～0.13％。还有，C量的下限优选为0.04％，更优选为0.07％，进一步优选为0.08％。C量的上限优选为0.12％。
[0057] (Si：0.05～0.50％)
[0058] Si改善焊缝的吻合性，并且作为脱氧剂发挥功能，使熔敷金属的强度和韧性提高。若熔敷金属中的Si量过少，则焊接操作性(例如，焊缝的吻合性和融合性)劣化，韧性和蠕变强度也劣化。另一方面，若Si量过多，则显著提高熔敷金属的强度，使韧性劣化。因此，Si量为0.05～0.50％。还有，Si量的下限优选为0.10％。Si量的上限优选为0.40％，更优选为
0.30％。
0.30％。
[0059] (Mn：0.20～1.40％)
[0060] Mn与Si同样，作为脱氧剂发挥功能，使熔敷金属的韧性提高。此外，Mn还作为奥氏体稳定化元素起作用，抑制熔敷金属中的δ铁素体相的残存。若熔敷金属的Mn量过少，则得不到规定的韧性，另外，软质的δ铁素体相在熔敷金属中残存而使蠕变强度劣化。另一方面，若熔敷金属中的Mn量过多，则使碳氮化物不稳定化，使蠕变强度劣化。Mn如后述，还具有缓和S对热裂纹性的不良影响的效果。因此，Mn量为0.20～1.40％。Mn量的下限优选为0.55％，更优选为0.60％。Mn量的上限优选为1.00％，更优选为0.80％。
[0061] (Cr：8.00～10.50％)
[0062] Cr在PWHT时形成碳氮化物而提高熔敷金属的蠕变强度。若Cr量过少，则碳氮化物的析出量不足，得不到规定的蠕变强度。另一方面，若Cr量过多，则使凝固结束温度降低而提高热裂纹敏感性，并且δ铁素体相在熔敷金属中残留而使蠕变强度和韧性劣化。另外，若Cr量过多，则焊渣剥离性大幅劣化。因此，Cr量为8.00～10.50％。Cr量的下限优选为8.40％。Cr量的上限优选为9.20％。
[0063] (Mo：0.85～1.20％)
[0064] Mo在PWHT时在Cr系碳化物中或母相中固溶而使熔敷金属的蠕变强度提高。若Mo量过少，则得不到规定的蠕变强度。另一方面，若Mo量过多，则向Cr系碳化物和母相中的固溶量过剩地增加，熔敷金属的强度显著提高，使韧性劣化。因此，Mo量为0.85～1.20％。Mo量的下限优选为0.94％。Mo量的上限优选为1.05％。
[0065] (V：0.15～0.30％)
[0066] V在PWHT时形成碳氮化物，使熔敷金属的蠕变强度提高。若V量过少，则得不到规定的蠕变强度。另一方面，若V量过多，则碳氮化物的析出量显著增加，熔敷金属的强度提高，使韧性劣化。因此，V量为0.15～0.30％。V量的下限优选为0.21％。V量的上限优选为0.27％。
[0067] (Nb：0.02～0.09％)
[0068] Nb与V同样，在PWHT时形成碳氮化物，使熔敷金属的蠕变强度提高。若Nb量过少，则得不到规定的蠕变强度。另一方面，若Nb量过多，则碳氮化物的析出量显著增加，熔敷金属的强度提高，使韧性劣化。另外，若Nb量过多，则焊渣剥离性大幅劣化。因此，Nb量为0.02～0.09％。Nb量的下限优选为0.04％。Nb量的上限优选为0.08％，更优选为0.07％。
[0069] (N：0.03～0.09％)
[0070] N在PWHT时与Cr、V和Nb等结合而形成碳氮化物，使熔敷金属的蠕变强度提高。若N量过少，则得不到规定的蠕变强度。另一方面，若N量过多，则碳氮化物的析出量显著增加，熔敷金属的强度提高，使韧性劣化。此外，若N量过多，则焊接过程中发生的N2气容易残留在在熔融金属中，使气孔发生。因此，N量为0.03～0.09％。N量的下限优选为0.04％。N量的上限优选为0.07％，更优选为0.06％。
[0071] (Ni：0.70％以下)
[0072] Ni在本发明的实施方式中是最具特征性的元素。Ni在焊接时的最终凝固部稠化，使凝固结束温度低温化而提高热裂纹敏感性。另外，Ni在蠕变变形中使碳氮化物的尺寸粗大化，使蠕变强度劣化。因此，Ni量为0.70％以下。Ni量优选为0.50％以下，更优选为0.20％以下。
[0073] (P：0.010％以下)
[0074] P在焊接时的最终凝固部形成低熔点化合物，不仅提高热裂纹敏感性，而且使熔敷金属脆化，使韧性劣化。因此，P量为0.010％以下。优选P量为0.006％以下。
[0075] (S：0.010％以下)
[0076] S在焊接时与Fe结合而在最终凝固部形成Fe－FeS的低熔点共晶，不仅提高热裂纹性，而且使熔敷金属脆化，使韧性劣化。因此，S量为0.010％以下。S量优选为0.007％以下。另一方面，S具有改善焊缝的吻合性和焊渣剥离性的效果，得到这一效果时，优选使S量为
0.002％以上，更优选为0.003％以上。
0.002％以上，更优选为0.003％以上。
[0077] (Cu：0.30％以下)
[0078] 若焊丝的Cu量增加，则熔敷金属中的Cu量也增加，使韧性劣化。因此，Cu量为0.30％以下。Cu量优选为0.10％以下。还有，以电镀等的手法在焊接用焊丝的表面涂覆Cu时，则Cu量包含该涂覆的Cu在内而如前述这样为0.30％以下。
[0079] (Al：0.04％以下)
[0080] Al也与N结合而形成AlN，降低在确保蠕变强度中必不可少的Cr、Nb和V的碳氮化物析出量，使蠕变强度劣化。Al量的增加造成焊道咬粘，使焊渣剥离性劣化。另外，焊接金属中的元素的产率提高，强度上升，结果是韧性劣化。因此，Al量为0.04％以下。Al量优选为0.03％以下。
[0081] (B：0.0015％以下)
[0082] B使焊接时的最终凝固温度降低，提高热裂纹敏感性。因此，B量为0.0015％以下。B量优选为0.0003％以下。
[0083] (O：0.030％以下)
[0084] O在焊接时的凝固过程中与Si、Mn和Al等结合而形成氧化物，使焊渣量增加。另外，所形成的氧化物作为脆性破坏的发生起点起作用，使熔敷金属的韧性劣化。因此，O量为0.030％以下。O量优选为0.005％以下。
[0085] (含有的Mn量和Ni量的合计量：0.50～1.75％)
[0086] 从韧性的确保、δ铁素体相的减少和蠕变强度确保的观点出发，有效的是管理含有的Mn量和Ni量的合计量。即，从确保韧性的观点出发，需要规定所含有的Mn量和Ni量的合计量的下限，从δ铁素体相的减少和蠕变强度确保的观点出发，需要对于含有的Mn量和Ni量的合计量规定上限。具体来说，含有的Mn量和Ni量的合计量为0.50～1.75％。含有的Mn量和Ni量的合计量的下限优选为0.70％。含有的Mn量和Ni量的合计量的上限优选为1.15％，更优选为1.00％。
[0087] (含有的Mn量与S量的比率Mn/S：87以上)
[0088] 另外，Mn在焊接凝固过程中与S结合而形成MnS，缓和上述的不良影响而降低热裂纹性。为了得到这样的效果，需要使含有的Mn量与S量的比率Mn/S为87以上。优选含有的Mn量与S量的比率Mn/S为100以上，更优选为150以上。
[0089] (余量)
[0090] 余量是Fe和不可避免的杂质。作为不可避免的杂质，例如，可列举Sn、As、Sb、Pb、Bi等。在本发明的实施方式中，Sn、As、Sb，例如分别为0.005质量％以下，合计在0.015质量％以下即可。另外，Pb、Bi，例如，为0.001质量％以下即可。只要满足所述条件，也可以积极地含有这些不可避免的杂质、和本说明书中所说明的元素以外的元素(这样的方式也包含在本发明的实施方式的焊丝的技术范围内。)。
[0091] 以上说明的第一实施方式的焊丝，将所述各化学成分、含有的Mn量和Ni量的合计量、含有的Mn量与S量的比率(Mn/S)分别控制在所述范围。因此，该焊丝通过与任意的焊剂组合使用，在焊接时都不会发生热裂纹，PWHT后的蠕变强度和韧性优异，并且焊接操作性也能够达到优异。
[0092] ＜第二实施方式＞
[0093] 第二实施方式的焊丝与第一实施方式的焊丝的化学成分大体相同，但第二实施方式的焊丝的C、Mn、Nb、N、Ni和S的各含量，以及含有的Mn量和Ni量的合计量与第一实施方式的焊丝不同。另外，第二实施方式的焊丝，在含有Co这一点上也与第一实施方式的焊丝不同。
[0094] 具体来说，第二实施方式的焊丝，在焊丝总质量中，以质量％计含有C：0.07～0.13％、Si：0.05～0.50％、Mn：0.20～1.00％、Cr：8.00～10.50％、Mo：0.85～1.20％、V：
0.15～0.30％、Nb：0.02～0.08％、Co：0.05～0.80％、N：0.03～0.07％，并且、Ni：0.50％以下、P：0.010％以下、S：0.002～0.010％、Cu：0.30％以下、Al：0.04％以下、B：0.0015％以下、O：0.030％以下，含有的Mn量和Ni量的合计量：0.50～1.15％。含有的Mn量与S量的比率Mn/S：87以上，余量由Fe和不可避免的杂质构成。
0.15～0.30％、Nb：0.02～0.08％、Co：0.05～0.80％、N：0.03～0.07％，并且、Ni：0.50％以下、P：0.010％以下、S：0.002～0.010％、Cu：0.30％以下、Al：0.04％以下、B：0.0015％以下、O：0.030％以下，含有的Mn量和Ni量的合计量：0.50～1.15％。含有的Mn量与S量的比率Mn/S：87以上，余量由Fe和不可避免的杂质构成。
[0095] 即，第二实施方式的焊丝，在以下方面与第一实施方式的焊丝不同：含有C：0.07～0.13％、Mn：0.20～1.00％、Nb：0.02～0.08％、Co：0.05～0.80％、N：0.03～0.07％，并且，Ni：0.50％以下、S：0.002～0.010％，含有的Mn量和Ni量的合计量：0.50～1.15％。第二实施方式的焊丝的其他方面与第一实施方式的焊丝同样。
[0096] 第二实施方式的焊丝的C、Mn、Nb、N、Ni和S的各含量与所含有的Mn量和Ni量的合计量，虽然与第一实施方式的数值范围不同，但限定理由与第一实施方式的焊丝为同一宗旨，因此省略其相关说明，在此对于限定Co的理由进行说明。
[0097] (Co：0.05～0.80％)
[0098] Co作为奥氏体稳定化元素发挥功能。因此，Co能够抑制δ铁素体相的残存，使蠕变强度提高。若Co量过少，则无法发挥这一效果，若过多，则熔敷金属的强度提高，使韧性劣化。因此，Co量优选为0.05～0.80％。为了进一步使蠕变强度和韧性并立，更优选使Co量为0.10～0.75％，进一步优选为0.10～0.50％。
[0099] (焊剂)
[0100] 在此，对于在第一实施方式和第二实施方式中能够适用的焊剂进行说明。
[0101] 第一实施方式和第二实施方式的焊丝能够与任意的焊剂组合使用，但适合与以下规定的焊剂组合使用。
[0102] 作为这样的焊剂，例如，在焊剂总质量中，以质量％计，优选含有金属氟化物(换算成F的值)：1.5～11％，金属碳酸盐(换算成CO2的值)：3～15％，MgO、Al2O3、ZrO2、TiO2之中的一种或两种以上的合计：10～60％，SiO2：5～20％，Mn：2.5％以下，Ni：0.10％以下，S：0.010％以下，Ca、Si、Al之中的一种或两种以上的合计：0.5～2.5％。
[0103] (金属氟化物(换算成F的值)：1.5～11％)
[0104] 金属氟化物具有如下效果：降低焊接金属的扩散性氢量，提高抗冷裂纹性的效果，和控制焊接金属中的氧量的作用，以及整理焊道形状的效果。在本发明的实施方式的焊丝的情况下，若将金属氟化物换算成F的值为1.5％以上，则焊接金属中的氧量降低，韧性提高。另外，若将金属氟化物换算成F的值为11％以下，则电弧稳定化，焊道形状和焊渣的剥离性良好。因此，将焊剂中的金属氟化物换算成F的值优选为1.5～11％。还有，金属氟化物的下限更优选为4％。金属氟化物的上限更优选为9％。作为金属氟化物，有CaF2、AlF3、BaF3、Na3AlF6、MgF2和NaF等，但换算成F的值相同时，则具有同样的效果。
[0105] (金属碳酸盐(换算成CO2的值)：3～15％)
[0106] 金属碳酸盐形成的CO2，具有降低焊接金属的扩散性氢量、提高抗冷裂纹性的效果、和控制焊接金属中的氧量的作用。在本发明的实施方式的焊丝的情况下，为了高效率地得到这样的效果，优选将金属碳酸盐换算成CO2的值为3％以上。另外，若金属碳酸盐换算成CO2的值在15％以下，则焊接金属中的氧量降低，韧性提高，并且焊渣剥离性提高。因此，将金属碳酸盐换算成CO2的值优选为3～15％。还有，金属碳酸盐的下限更优选为5％。金属碳酸盐的上限更优选为10％。作为金属碳酸盐，有CaCO3、BaCO3和MgCO3等，但换算成CO2的值相同时，则具有同样的效果。
[0107] (MgO、Al2O3、ZrO2、TiO2之中的一种或两种以上的合计：10～60％)
[0108] MgO、Al2O3、ZrO2、TiO2是焊渣造渣剂。这些焊渣造渣剂使焊渣的流动性提高，具有整理焊道形状的效果。如果是本发明的实施方式的焊丝，为了高效率地得到这样的效果，优选使其中的一种或两种以上的合计为10％以上。另外，若其中的一种或两种以上的合计为60％以下，则难以发生夹渣，焊接操作性提高。因此，焊剂中的MgO、Al2O3、ZrO2、TiO2之中的一种或两种以上的合计优选为10～60％。
[0109] 另外，焊剂中能够根据需要而添加Na2O、K2O、LiO2、BaO等。添加这些元素时，分别优选为10％以下。
[0110] (SiO2：5～20％)
[0111] SiO2使焊渣的流动性提高，具有整理焊道形状的效果。在本发明的实施方式的焊丝的情况下，为了有效地得到这样的效果，优选使SiO2量为5％以上的。另外，若SiO2量为20％以下，则夹渣难以发生，焊接操作性提高。因此，焊剂中的SiO2量优选为5～20％。还有，SiO2量的下限更优选为8％。SiO2量的上限更优选为15％。该SiO2也包括来自于作为粘合剂而使用的水玻璃的SiO2。
[0112] (Mn：2.5％以下)
[0113] 焊剂中的Mn，与焊丝中的Mn发挥着同样的效果。即，焊剂中的Mn作为脱氧剂发挥功能，使熔敷金属的韧性提高。但是，焊剂中的Mn，在熔敷金属中容易偏析，因此有得不到充分的效果的情况。另外，焊剂中的Mn的大部分变成焊渣，因此有熔敷金属产出不充分的情况。Mn基本来说从焊丝添加的方法在性能方面稳定。因此，焊剂中的Mn量优选为2.5％以下。焊剂中的Mn量更优选为2.0％以下。
[0114] (Ni：0.10％以下)
[0115] 焊剂中的Ni显示出与焊丝中的Ni同样的效果，使凝固结束温度低温化，具有提高热裂纹敏感性的可能性。另外，焊剂中的Ni，容易在熔敷金属中偏析，因此有可能局部性地提高热裂纹敏感性。因此，焊剂中的Ni量优选为0.10％以下。焊剂中的Ni量更优选为0.05％以下。
[0116] (S：0.010％以下)
[0117] 焊剂中的S显示出与焊丝中的S同样的效果，提高热裂纹敏感性。另外，焊剂中的S，容易在熔敷金属中偏析，因此有可能局部性地提高热裂纹敏感性。因此，焊剂中的S量优选为0.010％以下。
[0118] (Ca、Si、Al之中的一种或两种以上的合计：0.5～2.5％)
[0119] 焊剂中的Ca、Si、Al作为脱氧剂起作用，减少熔敷金属中的O。在本实施方式的焊丝的情况下，若焊剂中的Ca、Si、Al之中的一种或两种以上的合计为0.5％以上，则得不到充分的脱氧效果，焊道外观良好。另外，若焊剂中的Ca、Si、Al之中的一种或两种以上的合计为2.5％以下，则焊渣剥离性提高。因此，焊剂中的Ca、Si、Al之中的一种或两种以上的合计优选为0.5～2.5％。
[0120] (焊丝与焊剂的化学成分的关系)
[0121] 第二实施方式的焊丝中，焊丝与焊剂的化学成分的关系优选满足下述的关系式。
[0122] (关于Mn和Ni)
[0123] 第二实施方式的焊丝，设所述焊丝的成分的Mn量(％)、Ni量(％)分别为[Mn]W、[Ni]W，设焊剂的成分的Mn量(％)、Ni量(％)分别为[Mn]F、[Ni]F时，优选满足以下的关系式(1)～(3)。
[0124] 0.55％≤[Mn]W+0.1×[Mn]F≤1.00％…(1)
[0125] [Ni]W+[Ni]F≤0.50％…(2)
[0126] 0.60％≤[Mn]W+0.1×[Mn]F+[Ni]W+[Ni]F≤1.15％…(3)
[0127] 所述关系式(1)考虑的是，在本发明的实施方式的焊丝中，焊丝和焊剂中的Mn的产率。Mn作为奥氏体稳定化元素发挥功能，抑制熔敷金属中的δ铁素体相的残存。若熔敷金属的Mn量过少，则有可能得不到规定的韧性。另外，若熔敷金属的Mn量过少，则软质的δ铁素体相在熔敷金属中残存，有可能使蠕变强度劣化。另一方面，若熔敷金属中的Mn量过多，则使碳氮化物不稳定化，有可能使蠕变强度劣化。因此，如所述关系式(1)所示，计算出的值的范围优选为0.55～1.00％。由所述关系式(1)计算的值的下限更优选为0.60％。由所述关系式(1)计算的值的上限更优选为0.80％。
[0128] 所述关系式(2)考虑的是，在本发明的实施方式的焊丝中，焊丝和焊剂中的Ni的产率。Ni使凝固结束温度低温化，有可能提高热裂纹敏感性。因此，如所述关系式(2)所示，优选计算出的值为0.50％以下。由所述关系式(2)计算出的值更优选为0.20％以下。
[0129] 所述关系式(3)考虑的是，在本发明的实施方式的焊丝中，焊丝和焊剂中的Mn、Ni的产率。从确保韧性的观点出发，优选规定所含有的Mn量和Ni量的合计量的下限，从δ铁素体相的减少和蠕变强度确保的观点出发，优选规定所含有的Mn量和Ni量的合计量的上限。因此，如所述关系式(3)所示，计算出的值的范围优选为0.60～1.15％。第二实施方式中的由所述关系式(3)计算出的值的下限更优选为0.70％。由所述关系式(3)计算出的值的上限更优选为1.00％。
[0130] (关于Pb和Bi)
[0131] 所述焊丝和焊剂中，作为杂质成分，能够含有Pb和Bi之中的至少一种。
[0132] 在此情况下，本发明的实施方式的焊丝中，设所述焊丝的成分的Pb量(ppm(质量ppm的意思。下同。))、Bi量(ppm)分别为[Pb]W、[Bi]W，设焊剂的成分的Pb量(ppm)、Bi量(ppm)分别为[Pb]F、[Bi]F时，优选满足以下的关系式(4)。
[0133] [Pb]W+[Bi]W+0.2×[Pb]F+0.2×[Bi]F≤2.0ppm…(4)
[0134] 所述关系式(4)考虑的是，在本发明的实施方式的焊丝中，焊丝中和焊剂中的Pb、Bi的产率。Pb和Bi是经过回火而在结晶晶界偏析并发生脆化的元素，有可能使韧性显著劣化。因此，如所述关系式(4)所示，计算出的值优选为2.0ppm以下。由所述关系式(4)计算出的值更优选为1.5ppm以下。
[0135] (P、Sn、As和Sb)
[0136] 另外，所述焊丝和焊剂中，作为杂质成分，能够含有P、Sn、As和Sb之中的至少一种。
[0137] 在此情况下，本发明的实施方式的焊丝中，设所述焊丝的成分的P量(ppm)、Sn量(ppm)、As量(ppm)、Sb量(ppm)分别为[P]W、[Sn]W、[As]W、[Sb]W，设焊剂的成分的P量(ppm)、Sn量(ppm)、As量(ppm)、Sb量(ppm)分别为[P]F、[Sn]F、[As]F、[Sb]F时，优选满足以下的关系式(5)～(7)。还有，P在先前的说明中以“％”规定。因此，关于P，在计算下述的关系式(5)～(7)时换算成“ppm”。还有，换算方式为1％＝10000ppm。
[0138] X＝10×[P]W+4×[Sn]W+[As]W+5×[Sb]W…(5)
[0139] Y＝10×[P]F+4×[Sn]F+[As]F+5×[Sb]F…(6)
[0140] X+0.2×Y≤1500ppm…(7)
[0141] 代入所述关系式(5)、(6)而求得的关系式(7)，考虑的是，在本实施方式的焊丝中，焊丝中和焊剂中的P、Sn、As、Sb的产率。P、Sn、As、Sb是经过回火，在结晶晶界偏析并发生脆化的元素，有可能使韧性显著劣化。因此，由代入所述关系式(5)、(6)求得的关系式(7)计算出的值优选为1500ppm以下。由所述关系式(7)计算出的值更优选为1200ppm以下。
[0142] (余量)
[0143] 本发明能够使用的焊剂的成分组成中的其他的余量中，作为其他的金属，例如，也可以在不妨碍本发明的效果的范围内含有金属Fe、金属Mo、金属W、金属Cu等。还有，这些成分可以作为单体存在，也可以作为合金存在。
[0144] 另外，其他的余量是不可避免的杂质。作为不可避免的杂质，例如，在不妨碍本发明的效果的范围内也可以含有Ta、B等。这些不可避免的杂质，因为以天然矿物为原料，所以被含有。如果不可避免的杂质不超出所述规定的含量，则不仅作为不可避免的杂质被含有时，即使是积极地添加时，也不会妨碍本发明的效果。
[0145] 另外，关于并非必须元素的金属Fe、金属Mo、金属W、金属Cu等，也可以积极地添加，但也可以作为不可避免的杂质包含。
[0146] (第二实施方式的埋弧焊方法)
[0147] 第二实施方式的埋弧焊方法，将第二实施方式中说明的焊丝和焊剂加以组合进行即可，不受特定的条件限定，但能够以如下方式进行。
[0148] 例如，能够采取使用了2～4个电极(焊丝)的多电极法，也能够采取电极是1个的单电极法。丝径能够为 电源极性是DCEP(Direct Current Electrode Positive)，AC(Alternating Current)均可。焊丝送给速度能够为100～170g/min。焊接速度能够为20～60cm/min。焊接电流能够为350～500A。电弧电压能够为29～33V。焊接线能量能够为15～25kJ/cm。焊剂的散布高度能够为25～35mm。焊嘴/母材间距离为25～35mm。
[0149] 第二实施方式的埋弧焊方法，因为是将第二实施方式中说明的焊丝和焊剂组合使用，所以能够使蠕变性能、韧性、抗裂纹性、焊接操作性优异。
[0150] ＜第三实施方式＞
[0151] 第三实施方式的焊丝与第一实施方式的焊丝的化学成分大体相同，但第三实施方式的焊丝的C量、所含有的Mn量和Ni量的合计量、所含有的C量和N量的合计量，在规定的范围这一点上，与第一实施方式的焊丝不同。另外，第三实施方式的焊丝中，在根据焊丝的成分的V量、Nb量、C量、N量、Ni量、Mn量、Al量计算出的规定的值满足关系式(8)这一点上，与第一实施方式的焊丝不同。
[0152] 具体来说，第三实施方式的焊丝中，在焊丝总质量中，以质量％计，含有C：0.03～0.08％，并含有Si：0.05～0.50％、Mn：0.20～1.40％、Cr：8.00～10.50％、Mo：0.85～
1.20％、V：0.15～0.30％、Nb：0.02～0.09％、N：0.03～0.09％，并且，Ni：0.70％以下、P：
0.010％以下、S：0.010％以下、Cu：0.30％以下、Al：0.04％以下、B：0.0015％以下、O：
0.030％以下，含有的Mn量和Ni量的合计量：0.60～1.75％，含有的Mn量与S量的比率Mn/S：
87以上，含有的C量和N量的合计量：0.09～0.15％，余量由Fe和不可避免的杂质构成。
1.20％、V：0.15～0.30％、Nb：0.02～0.09％、N：0.03～0.09％，并且，Ni：0.70％以下、P：
0.010％以下、S：0.010％以下、Cu：0.30％以下、Al：0.04％以下、B：0.0015％以下、O：
0.030％以下，含有的Mn量和Ni量的合计量：0.60～1.75％，含有的Mn量与S量的比率Mn/S：
87以上，含有的C量和N量的合计量：0.09～0.15％，余量由Fe和不可避免的杂质构成。
[0153] 即，第三实施方式的焊丝中，在含有C：0.03～0.08％、所含有的Mn量和Ni量的合计量：0.60～1.75％、所含有的C量和N量的合计量：0.09～0.15％这些方面，与第一实施方式的焊丝不同。第三实施方式的焊丝中的C量，及所含有的Mn量和Ni量的合计量，虽然比第一实施方式数值范围狭窄，但是限定理由与第一实施方式的焊丝宗旨相同，因此省略其相关说明，在此对于所含有的C量和N量的合计量进行说明。
[0154] (含有的C量和N量的合计量：0.09～0.15％)
[0155] 从确保韧性、韧性蠕变强度的观点出发，有效的是管理所含有的C量和N量的合计量。在本实施方式的焊丝的情况下，若C量和N量的合计量为0.09％以上，则蠕变强度提高。另外，若C量和N量的合计量为0.15％以下，则韧性提高。因此，含有的C量和N量的合计量优选为0.09～0.15％。含有的C量和N量的合计量的下限更优选为0.10％。含有的C量和N量的合计量的上限更优选为0.14％。
[0156] (关于V、Nb、C、N、Ni、Mn和Al)
[0157] 另外，第三实施方式的焊丝，设所述焊丝的成分的V量(％)、Nb量(％)、C量(％)、N量(％)、Ni量(％)、Mn量(％)、Al量(％)分别为[V]W、[Nb]W、[C]W、[N]W、[Ni]W、[Mn]W、[Al]W时，优选满足下述关系式(8)。
[0158] ([C]W+1.5×[N]W)×([V]W+10×[Nb]W－[Al]W)/([Mn]W+[Ni]W)×100≥5％…(8)[0159] 所述关系式(8)考虑的是确保长时间PWHT后的蠕变性能。本实施方式的焊丝，其设计方式是使以Nb和V为主体的碳氮化物积极地析出。这些碳氮化物，即使长时间PWHT后仍保持微细，对于确保蠕变性能有效。本式的分子，是表示有效的析出物的量的项，分母是对析出物的粗大化造成影响的项。即，由所述关系式(8)计算出的值越大，越能够确保对于蠕变性能有效的析出物的量、尺寸。由关系式(8)计算的值，优选为7％以上，更优选为10％以上。
[0160] (焊剂)
[0161] 在第三实施方式中，能够同样适用所述焊剂。
[0162] 与第三实施方式的焊丝一起使用所述焊剂时，焊丝与焊剂的化学成分的关系，优选满足下述的关系式。
[0163] 第三实施方式的焊丝中，设所述焊剂的成分的Mn量(％)、Ni量(％)分别为[Mn]F、[Ni]F时，优选满足以下的关系式(9)～(12)。还有，[V]W、[Nb]W、[C]W、[N]W、[Ni]W、[Mn]W、[Al]W与关系式(8)同义。
[0164] 0.55％≤[Mn]W+0.1×[Mn]F≤1.00％…(9)
[0165] [Ni]W+[Ni]F≤0.70％…(10)
[0166] 0.60％≤[Mn]W+0.1×[Mn]F+[Ni]W+[Ni]F≤1.45％…(11)
[0167] ([C]W+1.5×[N]W)×([V]W+10×[Nb]W－[Al]W)/([Mn]W+0.1×[Mn]F+[Ni]W+[Ni]F)×100≥5％…(12)
[0168] 所述关系式(9)，与第二实施方式中说明的关系式(1)完全一样。
[0169] 所述关系式(10)，虽然比关系式(2)的数值范围宽，但是对其规定宗旨与第二实施方式中说明的关系式(2)基于相同理由。即，所述关系式(10)，在第三实施方式中，考虑的是焊丝和焊剂中的Ni的产率。Ni使凝固结束温度低温化，有可能提高热裂纹敏感性。因此，如第三实施方式的所述关系式(10)所示，优选计算出的值为0.70％以下。由所述关系式(10)计算出的值更优选为0.50％以下。由所述关系式(10)计算出出的值进一步优选为0.30％以下。
[0170] 所述关系式(11)，虽然比关系式(3)的数值范围宽，但对其规定的宗旨与第二实施方式中说明的关系式(3)基于相同理由。即，所述关系式(11)，在第三实施方式中，考虑的是焊丝和焊剂中的Mn、Ni的产率。从确保韧性的观点出发，优选规定所含有的Mn量和Ni量的合计量的下限，从δ铁素体相的降低和蠕变强度确保的观点出发，优选规定所含有的Mn量和Ni量的合计量的上限。因此，如第三实施方式的所述关系式(11)所示，计算出的值的范围优选为0.60～1.45％。第三实施方式中的由所述关系式(11)计算出的值的下限更优选为0.70％。第三实施方式中的由所述关系式(11)计算出的值的上限更优选为1.35％。
[0171] 规定关系式(12)的宗旨，基于与关系式(8)相同的理由。还有，关系式(12)，是基于关系式(8)进一步考虑焊丝和焊剂中的Mn、Ni的产率。若使之满足所述关系式(12)，则在反应器等的制作中，即使将焊丝和焊剂加以组合而进行焊接时，经过长时间进行的PWHT，蠕变强度也难以降低。即，若是满足所述关系式(12)的焊丝和焊剂，则能够适用于反应器的制作。
[0172] (Co)
[0173] 第三实施方式的焊丝与第二实施方式同样，也可以含有Co：0.05～0.80％。含有Co的意义和含量限定理由如第二实施方式所阐述的。
[0174] 还有，第三实施方式的焊丝含有Co时，能够组合所述焊剂进行使用。这种情况下，优选满足以下的关系式(13)。还有，[Co]W表示焊丝的成分的Co量(％)。[V]W、[Nb]W、[C]W、[N]W、[Ni]W、[Mn]W、[Al]W与关系式(8)同义，[Mn]F、[Ni]F与关系式(12)同义。
[0175] ([C]W+1.5×[N]W)×([V]W+10×[Nb]W－[Al]W)/([Mn]W+0.1×[Mn]F+[Ni]W+[Ni]F+[Co]W)×100≥5％…(13)
[0176] 规定关系式(13)的宗旨，基于与关系式(8)相同的理由。还有，关系式(13)，考虑的是在关系式(8)中，焊丝和焊剂中的Mn、Ni的产率，同时还有焊丝的Co的产率。若使这满足所述关系式(13)，则在反应器等的制作中，即使组合焊丝和焊剂进行焊接时，经过长时间进行的PWHT，蠕变强度也难以降低。即，若成为满足所述关系式(13)的焊丝和焊剂，则能够适用于反应器的制作。
[0177] (第三实施方式的埋弧焊方法)
[0178] 第三实施方式的埋弧焊方法，将第三实施方式中说明的焊丝和焊剂加以组合进行即可。第三实施方式的埋弧焊方法，例如能够采用与所述第二实施方式的埋弧焊方法相同的条件。
[0179] 第三实施方式的埋弧焊方法，因此是将第三实施方式中说明的焊丝和焊剂组合使用，所以能够使蠕变性能、韧性、抗裂纹性、焊接操作性优异。另外，若由第三实施方式的埋弧焊方法进行焊接，则经过长时间进行的PWHT，蠕变强度仍难以降低。因此，第三实施方式的埋弧焊方法，特别适用于反应器的制作。
[0180] 【实施例】
[0181] 〔第一实施例〕
[0182] 以下，参照显示出本发明的效果的实施例和比较例，具体说明本发明的内容。
[0183] 制作具有表1所示的化学成分的焊丝，和具有表2所示的化学成分的焊剂。
[0185] 焊剂是混合规定原料(氟化物、含有金属碳酸盐的矿石粉、熔融焊剂)，搅拌后，使用水玻璃进行造粒，以500℃烧结大约1小时。焊剂编号1～5是实施例，焊剂编号6～10是比较例。还有，表1、2中，“－”表示低于检测极限值。
[0186] 【表1】
[0187]
[0188] 【表2】
[0189]
[0190] *1)MgO，Al2O3，ZrO2的合计
[0191] *2)Ca，Si，Al的合计
[0192] 将表1所示的编号1～37的焊丝，和表2所示的编号1～10的焊剂，如表4所示这样组合，并进行焊接。焊接电源使用显示出下降特性的株式会社ダイヘン制KRUMC－1000。表3中，显示埋弧焊的焊接条件。另外，图1中显示实施焊接试验的试验板的坡口形状。还有，试验板的母材使用ASTM A387Gr.22。坡口面内以焊丝进行预堆边焊至厚度10mm左右。焊接中，从首层起以单层双道层叠，作为焊接操作性的确认试验，评价最终层的焊道外观、焊渣剥离性。
[0193] 【表3】
[0194]
[0195] 另外，制作焊接试验体后，实施760℃×4hr的PWHT。评价焊接试验体的熔敷金属部的蠕变性能和冲击性能。试验片的提取部，为熔敷(デポ)中央(熔敷金属中央)和板厚中央部。
[0196] (焊接操作性)
[0197] 焊接操作性的确认试验中，焊道外观优异，焊渣容易剥离的评价为“〇”，焊道外观差，或有焊渣附着，剥离困难的评价为“×”。○为合格，×为不合格。
[0198] (抗热裂纹性)
[0199] 对图2这样的U形凹槽实施双层三道的焊接，确认最终焊道有无裂纹。还有，试验板的母材使用ASTM A387Gr：91。裂纹的评价方法，依据JIS Z 2343：2001，以渗透探伤试验评价表面有无发生裂纹发生。未发生裂纹的评价为“○”，发生的评价为“×”。○为合格，×为不合格。
[0200] (韧性)
[0201] 为了评价整个熔敷金属的韧性，依据JIS Z 2242：2005进行摆锤冲击试验。
[0202] 在整个熔敷金属的韧性的评价中，从熔敷金属的板厚中央部沿焊接线和法线方向(接头方向)，提供依据AWS B4.0的10mm见方的2mm－V切口(侧边切口)的摆锤冲击试验片。另外，试验温度为20℃，试验数为3，求其平均值。还有，图3中显示摆锤冲击试验片的试验片提取位置10和蠕变试验片的试验片提取位置20。
[0203] 关于整个熔敷金属的韧性，20℃下的摆锤冲击试验的吸收功(vE+20℃)的3点平均在65J以上的评价为“◎”，45J以上、低于65J的评价为“○”，低于45J的评价为“×”。◎和○为合格，×为不合格。
[0204] (蠕变性能)
[0205] 为了评价整个熔敷金属的蠕变性能，依据JIS Z 2271：2010进行蠕变试验。
[0206] 整个熔敷金属的蠕变性能的评价中，从熔敷金属的板厚中央部沿焊接线方向提供蠕变试验片(试验片直径： 平行部长度：30.0mm)。图4A和图4B中显示蠕变试验片的形状。
[0207] 蠕变试验中，使试验温度为650℃，初始载荷应力为100MPa，蠕变断裂时间(Tr)在1000h以上的评价为“◎”，600h以上、低于1000h的评价为“○”，低于600h的评价为“×”。◎和○为合格，×为不合格。
[0208] 表4中，显示用于焊接的焊丝和焊剂的组合，并且显示焊接操作性、抗热裂纹性、韧性、蠕变性能的评价结果。还有，表4中，“－”表示关系式所涉及的元素低于检测极限因此不能计算。
[0209] 在此，焊接操作性、抗热裂纹性的评价结果是“○”，韧性、蠕变性能的评价结果是“◎”的，综合评价中评价为“◎”。
[0210] 焊接操作性、抗热裂纹性的评价结果为“○”，韧性和蠕变性能的评价结果为“○”的，综合评价中评价为“○”。
[0211] 焊接操作性、抗热裂纹性、韧性、蠕变性能的评价结果之中，至少一个是“×”的，综合评价中评价为“×”。
[0212] 还有，在本次的研究中，因为发现了关于焊丝和焊剂中的Mn与Ni的认知(即，规定的关系式)，所以也一并显示该认知。
[0213] 【表4】
[0214]
[0215] *1～3)是设焊丝的成分的In量(质量％)、Ni量(质量％)分别为[Mn]W、[Ni]W，设焊剂的成分的In量(质量)、Ni量(质量％)分别为
[0216] [Mn]F[Ni]F，由关系式(1)～(3)计算出的值。
[0217] 关系式(1)：[Mn]W+0.1×[Mn]F
[0218] 关系式(2)：[Ni]W+[Ni]F
[0219] 关系式(3)：[Mn]W+0.1×[Mn]F+[Ni]W+[Ni]F
[0220] 表4的No.1～14的焊接试验体，因为满足本发明的要件，所以焊接操作性、抗热裂纹性、韧性、蠕变性能的评价结果优异(实施例)。
[0221] 特别是No.1～4、6～8、10的焊接试验体，焊丝成分和焊剂成分适当，设焊丝的成分的Mn量(％(质量％的意思。下同。))、Ni量(％)分别为[Mn]W、[Ni]W，设焊剂的成分的Mn量(％)、Ni量(％)分别为[Mn]F、[Ni]F时，满足以下的关系式(1)～(3)。这些焊接试验体特别是满足关系式(1)，且焊丝的成分含有了Co。
[0222] 0.55％≤[Mn]W+0.1×[Mn]F≤1.00％…(1)
[0223] [Ni]W+[Ni]F≤0.50％…(2)
[0224] 0.60％≤[Mn]W+0.1×[Mn]F+[Ni]W+[Ni]F≤1.15％…(3)
[0225] 因此，No.1～4、6～8、10的焊接试验体，焊接操作性、抗热裂纹性的评价结果为“○”，韧性、蠕变性能的评价结果为“◎”，综合评价中评价为“◎”。即，由此可知为良好的方式。
[0226] 另一方面，No.15～43的焊接试验体，因为不满足本发明的要件，所以焊接操作性、抗热裂纹性、韧性、蠕变性能之中的某个评价结果是差(比较例)。其综合评价中评价为“×”。
[0227] 具体来说，No.15的焊接试验体，使用的是表1的焊丝编号14的焊丝。No.15的焊接试验体，因为焊丝的C量过多，所以抗热裂纹性、韧性差。
[0228] No.16的焊接试验体，使用的是表1的焊丝编号15的焊丝。No.16的焊接试验体，因为焊丝的Si量过少，所以焊接操作性、韧性、蠕变性能差。
[0229] No.17的焊接试验体，使用的是表1的焊丝编号16的焊丝。No.17的焊接试验体，因为焊丝的Si量过多，所以韧性差。
[0230] No.18的焊接试验体，使用的是表1的焊丝编号17的焊丝。No.18的焊接试验体，因为焊丝的Mn量过少，所以韧性差。
[0231] No.19的焊接试验体，使用的是表1的焊丝编号18的焊丝。No.19的焊接试验体，因为焊丝的Mn量过多，所以蠕变性能差。还有，焊丝编号18的焊丝，是焊丝所含有的Mn量和Ni量的合计量(Mn+Ni量)虽然满足第一发明，但是不满足第二发明的例子。
[0232] No.20的焊接试验体，使用的是表1的焊丝编号19的焊丝。No.20的焊接试验体，因为焊丝的Ni量过多，所以蠕变性能差。还有，焊丝编号19的焊丝，是Mn+Ni量虽然满足第一发明，但是不满足第二发明的例子。
[0233] No.21的焊接试验体，使用的是表1的焊丝编号20的焊丝。No.21的焊接试验体，因为焊丝含有的Mn量和Ni量的合计量(Mn+Ni量)过少，所以韧性差。
[0234] No.22的焊接试验体，使用的是表1的焊丝编号21的焊丝。No.22的焊接试验体，因为焊丝的Mn+Ni量过多，所以蠕变性能差。还有，焊丝编号21的焊丝，是Mn量和Ni量虽然分别满足第一发明，但是不满足第二发明的例子。
[0235] No.23的焊接试验体，使用的是表1的焊丝编号22的焊丝。No.23的焊接试验体，因为焊丝的S量过多，并且焊丝含有的Mn量与S量的比率(Mn/S)过低，所以抗热裂纹性、韧性差。
[0236] No.24的焊接试验体，使用的是表1的焊丝编号23的焊丝。No.24的焊接试验体，因为焊丝的Mn/S过低，所以抗热裂纹性差。
[0237] No.25的焊接试验体，使用的是表1的焊丝编号24的焊丝。No.25的焊接试验体，因为焊丝的P量过多，所以抗热裂纹性、韧性差。
[0238] No.26的焊接试验体，使用的是表1的焊丝编号25的焊丝。No.26的焊接试验体，因为焊丝的Cu量过多，所以韧性差。
[0239] No.27的焊接试验体，使用的是表1的焊丝编号26的焊丝。No.27的焊接试验体，因为焊丝的Cr量过少，所以蠕变性能差。
[0240] No.28的焊接试验体，使用的是表1的焊丝编号27的焊丝。No.28的焊接试验体，因为焊丝的Cr量过多，所以抗热裂纹性、韧性、蠕变性能差。另外，No.28的焊接试验体，咬粘多，焊渣剥离性劣化。因此，No.28的焊接试验体，焊接操作性差。
[0241] No.29的焊接试验体，使用的是表1的焊丝编号28的焊丝。No.29的焊接试验体，因为焊丝的Mo量过少，所经蠕变性能差。
[0242] No.30的焊接试验体，使用的是表1的焊丝编号29的焊丝。No.30的焊接试验体，因为焊丝的Mo量过多，所以韧性差。
[0243] No.31的焊接试验体，使用的是表1的焊丝编号30的焊丝。No.31的焊接试验体，因为焊丝的V量过少，所以蠕变性能差。
[0244] No.32的焊接试验体，使用的是表1的焊丝编号31的焊丝。No.32的焊接试验体，因为焊丝的V量过多，所以韧性差。
[0245] No.33的焊接试验体，使用的是表1的焊丝编号32的焊丝。No.33的焊接试验体，因为焊丝的Al量过多，所以焊接操作性，韧性、蠕变性能差。还有，焊丝编号32的焊丝，是Mn+Ni量虽然满足第一发明，但是不满足第二发明的例子。
[0246] No.34的焊接试验体，使用的是表1的焊丝编号33的焊丝。No.34的焊接试验体，因为焊丝的B量过多，所以抗热裂纹性差。
[0247] No.35的焊接试验体，使用的是表1的焊丝编号34的焊丝。No.35的焊接试验体，焊丝的Nb量过少的，蠕变性能差。
[0248] No.36的焊接试验体，使用的是表1的焊丝编号35的焊丝。No.36的焊接试验体，因为焊丝的Nb量过多，所以韧性差。另外，No.36的焊接试验体，咬粘多，焊渣剥离性劣化。因此，No.36的焊接试验体，焊接操作性差。
[0249] No.37的焊接试验体，使用的是表1的焊丝编号36的焊丝。No.37的焊接试验体，因为焊丝的N量过少，所以蠕变性能差。
[0250] No.38的焊接试验体，使用的是表1的焊丝编号37的焊丝。No.38的焊接试验体，因为焊丝的O量过多，所以韧性差。
[0251] No.39的焊接试验体，使用的是表2的焊剂编号6的焊剂。No.39的焊接试验体，因为焊剂的Mn量过多，所以蠕变性能差。
[0252] No.40的焊接试验体，使用的是表2的焊剂编号7的焊剂。No.40的焊接试验体，因为焊剂的Ni量过多，所以蠕变性能差。
[0253] No.41的焊接试验体，使用的是表2的焊剂编号8的焊剂。No.41的焊接试验体，因为焊剂的S量过多，所以抗热裂纹性差。
[0254] No.42的焊接试验体，使用的是表2的焊剂编号9的焊剂。No.42的焊接试验体，因为焊剂的Ca、Si、Al的合计量过少，所以麻点多，焊接操作性差。
[0255] No.43的焊接试验体，使用的是表2的焊剂编号10的焊剂。No.43的焊接试验体，因为焊剂的Ca、Si、Al的合计量过多，所以咬粘多，焊渣剥离性劣化。因此，No.43的焊接试验体，焊接操作性差。
[0256] 〔第二实施例〕
[0257] 制作具有表5所示的化学成分的焊丝、具有表6所示的化学成分的焊剂。
[0258] 焊丝由高频熔炉熔化后，进行挤压，实施退火、拉丝，成为 焊丝编号38～52是实施例，焊丝编号53～66是比较例。
[0259] 焊剂是混合规定原料(氟化物、含有金属碳酸盐的矿石粉、熔融焊剂)，搅拌后，使用水玻璃进行造粒，以500℃烧结大约1小时。焊剂编号11～13是实施例。
[0260] 【表5】
[0261]
[0262] *1)关系式(8)：([C]W+1.5×[N]W)×([V]W+10×[Nb]W-[Al]W)/([Mn]W+[Ni]W)×100
[0263] *2)Co：0.01质量％意思是作为不可避免的杂质被含有
[0264] 【表6】
[0265]
[0266] *1)MgO，Al2O3，ZrO2的合计
[0267] *2)Ca，Si，Al的合计
[0268] 将表5所示的编号38～66的焊丝和表6所示的编号11～13的焊剂如表8所示这样加以组合，进行焊接。表7中显示埋弧焊的焊接条件。焊接电源使用与〔第一实施例〕同样的。另外，实施焊接试验的试验板的坡口形状也与〔第一实施例〕中所述的一样(参照图1)。焊接从首层起以单层双道层叠，作为焊接操作性的确认试验，评价最终层的焊道外观、焊渣剥离性。
[0269] 【表7】
[0270]
[0271] 制作焊接试验体后，在各焊接试验体中，准备实施了750℃×8hr的PWHT的群组和实施了750℃×32hr的PWHT的群组。而后，焊接试验体的熔敷金属部的冲击性能使用实施了750℃×8hr的PWHT的群组进行评价。另外，焊接试验体的蠕变性能使用实施了750℃×32hr的PWHT的群组进行评价。还有，试验片的提取部为熔敷(原文：デポ)中央(熔敷金属中央)和板厚中央部。
[0272] 焊接操作性和抗热裂纹性的评价与〔第一实施例〕同样地进行。
[0273] 对于韧性和蠕变性能，以如下方式进行评价。
[0274] (韧性)
[0275] 为了评价整个熔敷金属的韧性，依据JIS Z 2242：2005进行摆锤冲击试验。
[0276] 在整个熔敷金属的韧性的评价中，从熔敷金属的板厚中央部沿焊接线和法线方向(接头方向)，提供依据AWS B4.0的10mm见方的2mm－V切口(侧边切口)的摆锤冲击试验片。另外，试验温度为0℃，试验数为3，求其平均值。还有，与〔第一实施例〕同样，提取摆锤冲击试验片和蠕变试验片(参照图3)。
[0277] 关于整个熔敷金属的韧性，0℃下的摆锤冲击试验的吸收能(vE+0℃)的3点平均在50J以上的评价为“◎”，38J以上且低于50J的评价为“○”，低于38J的评价为“×”。◎和○为合格，×为不合格。
[0278] (蠕变性能)
[0279] 为了评价整个熔敷金属的蠕变性能，依据JIS Z 2271：2010进行蠕变试验。
[0280] 整个熔敷金属的蠕变性能的评价中，从熔敷金属的板厚中央部沿焊接线方向提供蠕变试验片(试验片直径： 平行部长度：30.0mm)。蠕变试验片的形状与〔第一实施例〕同样(参照图4A和图4B)。
[0281] 蠕变试验中，使试验温度为575℃，初始载荷应力为170MPa，蠕变断裂时间(Tr)在500h以上的评价为“◎”，200h以上且低于500h的评价为“○”，低于200h的评价为“×”。◎和○为合格，×为不合格。
[0282] 表8中显示用于焊接的焊丝和焊剂的组合，并且显示焊接操作性、抗热裂纹性、韧性、蠕变性能的评价结果。
[0283] 在此，焊接操作性、抗热裂纹性的评价结果是“○”，韧性、蠕变性能的评价结果是“◎”的，综合评价中评价为“◎”。
[0284] 焊接操作性、抗热裂纹性的评价结果是“○”，韧性或蠕变性能的评价结果是“○”的，综合评价中评价“○”。
[0285] 焊接操作性、抗热裂纹性、韧性、蠕变性能的评价结果之中至少一个是“×”的，综合评价中评价为“×”。
[0286] 【表8】
[0287]
[0288] *1～5)是由关系式(9)～(13)计算出的值。
[0289] 关系式(9)：[Mn]W+0.1×[Mn]F
[0290] 关系式(10)：[Ni]W+[Ni]F
[0291] 关系式(11)：[Mn]W+0.1×[Mn]F+[Ni]W+[Ni]F
[0292] 关系式(12)：([C]W+1.5×[N]W)×([V]W+10×[Nb]W-[Al]W)/([Mn]W+0.1×[Mn]F+[Ni]W+[Ni]F)×100
[0293] 关系式(13)：([C]W+1.5×[N]W)×([V]W+10×[Nb]W-[Al]W）/([Mn]W+0.1×[Mn]F+[Ni]W+[Ni]F+[Co]W)×100
[0294] 表8的No.44～58的焊接试验体，因为满足本发明的要件，所以焊接操作性、抗热裂纹性、韧性优异，实施长时间的PWHT后的蠕变性能的评价结果优异(实施例)。特别是No.44、45、47～49、51、52、54、55、57、58的焊接试验体，实施长时间的PWHT后的蠕变性能的评价结果优异。
[0295] 另一方面，No.59～72的焊接试验体，因为不满足本发明的要件，所以焊接操作性、抗热裂纹性、韧性、蠕变性能之中的任意一个评价结果差(比较例)。其综合评价为“×”。
[0296] 具体来说，No.59的焊接试验体，使用的是表5的焊丝编号53的焊丝。No.59的焊接试验体，因为焊丝的C量过多，所以抗热裂纹性差。另外，No.59的焊接试验体，因为焊丝所含有的C量和N量的合计量(C+N量)过多，由此也导致抗热裂纹性差。
[0297] No.60的焊接试验体，使用的是表5的焊丝编号54的焊丝。No.60的焊接试验体，因为焊丝的C量过少，所以蠕变性能差。
[0298] No.61的焊接试验体，使用的是表5的焊丝编号55的焊丝。No.61的焊接试验体，因为焊丝的Mn量过多，所以蠕变性能差。另外，No.61的焊接试验体，因为不满足关系式(8)，由此也导致蠕变性能差。
[0299] No.62的焊接试验体，使用的是表5的焊丝编号56的焊丝。No.62的焊接试验体，因为焊丝的Mn量过少，并且焊丝所含有的Mn量和Ni量的合计量(Mn+Ni量)过少，所以韧性差。另外，No.62的焊接试验体，蠕变性能也差。
[0300] No.63的焊接试验体，使用的是表5的焊丝编号57的焊丝。No.63的焊接试验体，因为焊丝的Nb量过多，所以韧性差。另外，No.63的焊接试验体，咬粘多，焊渣剥离性劣化。因此，No.63的焊接试验体，焊接操作性差。
[0301] No.64的焊接试验体，使用的是表5的焊丝编号58的焊丝。No.64的焊接试验体，因为焊丝的Nb量过少，所以蠕变性能差。另外，No.64的焊接试验体，不满足关系式(8)，所以由此也导致蠕变性能差。
[0302] No.65的焊接试验体，使用的是表5的焊丝编号59的焊丝。No.65的焊接试验体，因为焊丝的N量过多，所以韧性差。另外，No.65的焊接试验体，焊接操作性也差。
[0303] No.66的焊接试验体，使用的是表5的焊丝编号60的焊丝。No.66的焊接试验体，因为焊丝的N量过少，所以蠕变性能差。
[0304] No.67的焊接试验体，使用的是表5的焊丝编号61的焊丝。No.67的焊接试验体，因为焊剂的Ni量过多，所以抗热裂纹性差。
[0305] No.68的焊接试验体，使用的是表5的焊丝编号62的焊丝。No.68的焊接试验体，因为焊丝的Mn+Ni量过多，所以蠕变性能差。另外，No.68的焊接试验体，因为不满足关系式(8)，所以由此也导致蠕变性能差。
[0306] No.69的焊接试验体，使用的是表5的焊丝编号63的焊丝。No.69的焊接试验体，因为焊丝的Mn+Ni量过少，所以韧性差。
[0307] No.70的焊接试验体，使用的是表5的焊丝编号64的焊丝。No.70的焊接试验体，因为焊丝所含有的C量和N量的合计量(C+N量)过多，所以抗热裂纹性差。
[0308] No.71的焊接试验体，使用的是表5的焊丝编号65的焊丝。No.71的焊接试验体，因为焊丝含有的C+N量过少，所以蠕变性能差。另外，No.71的焊接试验体，不满足关系式(8)，所以由此也导致蠕变性能差
[0309] No.72的焊接试验体，使用的是表5的焊丝编号66的焊丝。No.72的焊接试验体，因为焊丝的Mn/S过低，所以抗热裂纹性差。
[0310] 〔第三实施例；杂质成分的影响〕
[0311] 以表1的焊丝编号1、表2的焊剂编号3的成分为基础，制作使杂质量变化的焊丝和焊剂。表9所示的焊丝编号1－2和焊丝编号1－3，以及表10所示的焊剂编号3－2和焊剂编号3－3是有意识地使杂质增加的成分系。还有，表9所示的焊丝编号1－1表示焊丝编号1的杂质成分，表10所示的焊剂编号3－1表示焊剂编号1的杂质成分。表9所示的X和表6所示的Y分别是由后述的关系式(5)、(6)计算出的值。
[0312] 使表9所示的编号1－1～1－3的焊丝，和表10所示的编号3－1～3－3的焊剂，如表11所示这样组合而进行焊接，实施PWHT，得到表11的No.73～75的焊接试验体。还有，焊接和PWHT与〔第一实施例〕中所述同样地进行。
[0313] 【表9】
[0314]
[0315] *)其中，X是设焊丝的成分的P量(ppm)、Sn量(质量ppm).As量(质量ppm)、Sb量(质量ppm)分别为[P]W、[Sn]W、[As]W、
[0316] [Sb]W，由关系式(5)计算出的值。
[0317] 关系式(5)：X＝10×[P]W+4×[Sn]W+[As]W+5×[Sb]W
[0318] 【表10】
[0319]
[0320] *1其中，Y是设焊剂成分的P量(质量ppm)、Sn量(质量ppm)、As量(质量ppm)、Sb量(质量ppm)分别为
[0321] [P]F、[Sn]F[As]F、[Sb]F，由关系式(6)计算出的值。
[0322] 关系式(6)：Y＝10×[P]F+4×[Sn]F+[As]F+5×[Sb]F
[0323] 而后，通过与〔第一实施例〕所述同样的方法，进行韧性的评价。其结果显示在表11中。
[0324] 【表11】
[0325]
[0326] *1)其中，关系式(4)是设焊丝成分的Pb量(质量ppm)、Bi量(质量ppm)分别为[Pb]W、[Bi]W，设焊剂的成分的Pb量(质量ppm)、Bi量(质量ppm)分别为[Pb]F、[Bi]F，由下式计算出的值，
[0327] 关系式(4)：[pb]W+[Bi]W+0.2×[pb]F+0.2×[Bi]F
[0328] *2)其中，关系式(7)运用由关系式(5)求得的X，和由关系式(6)求得的Y，根据下式计算，
[0329] 关系式(7)：X+0.2×Y
[0330] 如表11所示，No.73的焊接试验体，设焊丝的成分的Pb量(ppm)、Bi量(ppm)分别为[Pb]W、[Bi]W，设焊剂的成分的Pb量(ppm)、Bi量(ppm)分别为[Pb]F、[Bi]F时，满足以下的关系式(4)。
[0331] [Pb]W+[Bi]W+0.2×[Pb]F+0.2×[Bi]F≤2.0ppm…(4)
[0332] 另外，No.73的焊接试验体，设焊丝的成分的P量(ppm)、Sn量(ppm)、As量(ppm)、Sb量(ppm)分别为[P]W、[Sn]W、[As]W、[Sb]W，设焊剂的成分的P量(ppm)、Sn量(ppm)、As量(ppm)、Sb量(ppm)分别为[P]F、[Sn]F、[As]F、[Sb]F时，满足以下的关系式(5)～(7)。因此，No.73的焊接试验体韧性优异。
[0333] X＝10×[P]W+4×[Sn]W+[As]W+5×[Sb]W…(5)
[0334] Y＝10×[P]F+4×[Sn]F+[As]F+5×[Sb]F…(6)
[0335] X+0.2×Y≤1500ppm…(7)
[0336] 另一方面，No.74的焊接试验体不满足所述关系式(4)。因此，No.74的焊接试验体韧性差。
[0337] 另外，No.75的焊接试验体，不满足所述关系式(7)。因此，No.75的焊接试验体韧性差。
[0339] 本申请基于2015年9月4日申请的日本专利申请(专利申请2015-175218)，2016年4月28日申请的日本专利申请(专利申请2016-091902)，其内容在此作为参照编入。
[0340] 【产业上的可利用性】
[0341] 本发明的埋弧焊用焊丝，对于火力发电锅炉或涡轮、脱硫或改质(重油分解)用的化学反应容器(反应器)等的焊接有用。
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